表面力測定による電荷移動相互作用の研究

Research Project

Project/Area Number	11740379
Research Category	Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	機能・物性・材料
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	宮原隆東北大学, 反応化学研究所, 助手 (20292302)
Project Period (FY)	1999 – 2000
Project Status	Completed (Fiscal Year 2000)
Budget Amount *help	¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000) Fiscal Year 2000: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000) Fiscal Year 1999: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Keywords	二次元分子鋳型法 / Langmuir Blodgett膜 / 重合単分子膜 / 分子認識 / ボロン酸 / ジアセチレン / 糖認識 / マンノース / 核酸塩基 / 表面力装置(SFA) / Langmuir-Blodgett法 / 電気二重層斤力 / 表面力測定 / 光重合
Research Abstract	水溶液中に溶解した分子を鋳型にして、その分子に対して親和力の高い水面単分子膜を調製する二次元分子鋳型法の研究を行った。糖誘導体を認識する単分子膜を調製するため、糖の認識部位としてボロン酸を親水末端に有する光重合性両親媒性分子3-(10′,12′-pentacosadiynamido)phenylboronic acid 1を合成した。鋳型分子としてはマンノース誘導体である4-nitrophenyl α-D-mannopyranoside 3を用いた。3は2つの環状ボロン酸エステル形成部位を有するため、1分子の3に対して最大2分子の1が環状エステル結合で結合すること予想される。下相水中の3が1のπ-A曲線に及ぼす影響を調べた。累積圧である20.0mN/mで分子占有面積を比較すると0.23nm^2から0.24nm^2に増加しており、気水界面で1と3が、相互作用していることが示された。重合水面単分子膜の調製は、20℃、pH11の水面上にモル比1:2の1と希釈剤である10,12-pentacosadiynoic acid 2の混合溶液を展開し、表面圧20.0mN/mまで圧縮後、紫外光(254nm)を照射することによって行った。鋳型効果を評価するため、下相水には3の濃度が1.00x10^<-4>Mの溶液と無添加の溶液を用いた。調製した重合単分子膜は、疎水化した石英基板上に水平付着法により累積した。調製した石英基板を1.00x10^<-3>Mの濃度の3の2-ブタノン溶液に浸漬した後、石英基板を2-ブタノンで洗浄し、紫外可視吸収より3の吸着量を定量した。3の存在下、非存在下で調製した単分子膜に吸着した3のスペクトルの295nmにおける吸光度はそれぞれ8.9x10^<-4>、6.6x10^<-4>であり、下相水に鋳型分子を添加して単分子膜を調製することにより、3の親和力を35%向上することができた。3の存在下で単分子膜を調製した場合、1が2分子1組で協同的に3と結合する部位が形成されたため、このような鋳型効果が現れたと考えられる。以上のように、二次元鋳型法により、親和力の高い表面を簡便に調製することが可能であることが示された。現在、他の糖に対する選択性について検討中である。